• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.123-129
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• 2018

최근 산업 활동에 의해 발생하는 $CO_2$에 대한 처리와 산업부산물에 대한 유효처리 및 자원화 방안이 시급히 요구되고 있다. 본 연구는 콘크리트 혼합재료로 활용이 가능한 산업부산물를 대상으로 탄산화 양생에 의한 건설재료로의 적용성 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 연구용 시멘트(research cement, RC), 고로슬래그 미분말(GGBFS) 및 유동층 보일러 애시(CFBC)를 대상으로 탄산화 양생에 의한 물리 화학적 변화를 비교 검토하였다. 페이스트 내부의 미세조직 변화를 살펴보기 위해 XRD, SEM 분석을 수행하였다. 실험결과 탄산화 양생을 통해 생성된 반응 생성물인 탄산칼슘은 페이스트 내부의 공간을 채우며 밀도가 높은 미세 구조를 형성함을 확인하였다. 또한, $CO_2$ 양생시간이 길어짐에 따라 탄산칼슘 결정이 함께 성장하여 밀실한 미세구조를 이루는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3587-3595
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• 2015

본 연구에서는 저비용의 저심도 도시철도시스템을 구축하기 위하여 산업부산물인 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 급냉 전기로 산화슬래그를 사용하여 개발된 저탄소 친환경 PC 박스용 콘크리트의 역학적 성능 및 내구성을 평가 하였다. 역학적 특성을 평가한 결과, 재령 1일 압축강도는 모든 조건에서 설계기준강도($f_{ck}$) 35MPa의 90% 이상 강도 발현 하는 것으로 나타나 공기단축 가능으로 건설비용을 절감할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 소요의 물성 및 설계기준강도($f_{ck}$) 35MPa를 만족하는 범위에서 시멘트 단독 사용 조건보다 염소이온침투성 및 확산계수가 낮게 나타나 내염성능이 우수한 것으로 나타났으며, 동결융해 저항성 및 화학저항성의 경우에도 내구성능이 우수한 것으로 나타났다. 따라서 저탄소 친환경 PC 박스용 콘크리트를 사용할 경우, 시멘트 제조 시 발생되는 이산화탄소 및 환경부하를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권5호
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• pp.421-429
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• 2019

양생조건이 GGBFS를 사용한 시멘트 콘크리트의 염화물이온 확산계수에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다. 양생조건은 기중양생 ($20{\pm}2^{\circ}C$, RH $60{\pm}5%$)과 수중양생 ($20{\pm}2^{\circ}C$)으로 구분하였으며, GGBFS 치환율은 0%(대조군), 30%, 60%로 구분하여 3가지 배합의 콘크리트를 W/B 40%, 50%, 60%로 구분하여 제작하였다. 시험은 콘크리트 압축강도평가, 염화물이온확산계수 평가를 실시하였다. 콘크리트의 압축강도는 GGBFS 치환율이 증가할수록 수중양생 대비 기중양생 시험체의 압축강도의 발현율이 감소하였다. 염화물이온확산계수 측정결과 GGBFS치환율이 증가할수록 염화물이온 확산계수가 감소하였지만, 수중양생대비 기중양생 시험체의 콘크리트 염화물이온 확산계수는 증가하여 최대 111%까지 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.48-55
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• 2022

본 연구는 콘크리트의 운반 과정 중 발생하는 레미콘 회수수의 재활용율 증대 및 온실가스 저감을 위한 연구의 일환으로 회수수를 배합수 및 인공경량골재 프리웨팅수로 사용하고 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 시멘트 대체재로 사용한 3성분계 경량 골재 모르타르의 공학적 특성을 검토하였다. 이를 위해 3성분계 경량 골재 모르타르의 플로우, 기건단위질량, 압축강도, 건조수축, 중성화 깊이, 염화물 이온 침투 저항성을 측정하였으며 측정 결과 회수수를 사용할 경우 높아진 알칼리도에 의해 시멘트계 재료들의 반응성이 높아졌으며 3성분계 배합과 함께 사용할 경우 고로슬래그 미분말 15 %, 플라이애시를 5 % 사용할 시 모르타르의 압축강도 및 내구특성 향상에 긍정적인 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.37-45
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• 2009

본 연구는 대형 대단면 터널 라이닝 구조물에 적용하기 위해 50 MPa급 고성능 콘크리트의 개발 및 적용을 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 플라이애쉬와 고로슬래그미분말을 1종 시멘트 단위량의 50%까지 치환한 8종의 배합을 선정하여, 8종의 배합의 역학적 특성에 관한 실험과 간이 단열온도 상승실험을 실시하였다. 또한 정량적인 평가를 위해 8종의 배합 중 1종 시멘트만을 사용한 배합(OPC) 및 2성분계 배합과 3성분계 배합중 각각 1종(BS30, F15S35)을 재선정하여 단열온도 상승실험과 Mock-up 실험을 수행하였다. 실물 부재 크기의 시험체의 수화열 측정결과는 유한요소해석과 비교하여 해석루틴의 신뢰도 향상을 기대할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.169-180
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• 2024

본 연구는 분체계 재료조합 시멘트 및 CGS 잔골재 조합에 따른 콘크리트의 단열온도상승 시험결과를 통해 최적의 조합 비율을 도출하고, 이를 토대로 모의부재 시험 및 수화열 해석을 통하여 매스 콘크리트 구조물에서의 수화열 저감 성능에 대한 현장 적용성을 분석하였다. 분석결과 TBC+CGS 50%조합에서 콘크리트 중앙부와 표면부의 온도차이가 감소하며, 최고 온도 도달시간이 지연되어 시간경과에 따른 표면부 인장강도 증가로 온도응력에 따른 온도균열 발생을 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.65-74
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• 2014

시멘트 혼합토는 도로 및 댐 현장을 비롯하여 최근에는 연약지반 개량공법에도 자주 사용되고 있다. 시멘트 혼합토의 강도는 주로 현장에서 채취한 코어나 실험실에서 양생한 공시체를 이용하여 실내에서 일축압축시험이나 삼축압축시험을 통하여 측정되고 있다. 이와 같이 현장에서 시료를 채취하거나 실내에서 공시체를 양생하기 위해서는 상당한 비용과 시간이 소요된다. 하지만 때론 현장에서 빠르고 신속하게 지반의 고결 정도나 강도를 판단할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 고결된 지반의 강도 예측을 위한 기초연구로서 고결모래의 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계를 연구하였다. 낙동강모래에 보통 포틀랜드 시멘트를 4, 8, 12, 16%로 혼합하여 다짐방법으로 직경 5cm, 높이 10cm의 소형 공시체 제작한 다음, 대기 중에서 7, 14, 28일 동안 양생하였다. 또한 최근 자원 재활용을 위해 자주 사용되고 있는 고로슬래그에 알칼리 활성화제인 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 고결토를 제작하였다. 양생이 완료된 고결모래에 먼저 전단파속도시험을 실시한 다음 일축압축시험을 통하여 강도를 측정하였다. 고결모래의 시멘트비와 고로슬래그비가 증가할수록 공시체의 건조밀도가 증가하고 생성된 수화물로 인해 구조가 치밀해져 일축압축강도가 증가하면서 전단파속도 또한 증가하는 경향을 보였다. 고결제를 16% 이하로 혼합한 고결모래의 경우 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계는 비선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.37-46
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• 2015

본 연구에서는 고로슬래그의 수화반응을 일으키는 극한미생물(Bacillus halodurans) 알칼리 활성화제를 사용하여 현장 지반을 고결시키는 연구를 수행하였다. 현장 토사를 고결시키기 위해 저가의 미생물 배양액을 대량으로 제조하였으며, 제조된 미생물 배양액에 대한 생장실험을 실시하여 기존 미생물 배양액과의 효율성을 비교하였다. 현장 적용은 고로슬래그와 미생물 배양액을 혼합한 알칼리 활성화제로 고결된 지반(미생물 고결토), 보통 포틀랜드 시멘트로 고결된 지반(시멘트 고결토), 그리고 무처리된 지반(무처리토)으로 나누어 시험 시공하였다. 현장 지반 3곳 모두 동일한 크기인 가로 2.6m, 세로 4m, 깊이 0.2m로 시공하였다. 현장 시공 후 28일에 코어를 채취하여 일축압축시험을 실시하였으며, 무처리토 지반은 토베인시험으로 지반의 강도를 평가하였다. 본 연구에서 개발한 미생물 고결토는 시멘트 고결토에 비해 약 1/5 정도 낮은 강도를 보였으나, 무처리토에 비해서는 약 6배 정도 높은 강도를 발휘하였다. 또한, 미생물 고결토의 pH는 10으로 11 이상인 시멘트 고결토보다 낮아 상대적으로 친환경적인 것으로 판단되었으며, SEM-EDS 분석을 통하여 고결도와 고결 물질인 C-S-H 수화물이 생성됨을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.102-109
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• 2011

본 연구에서는 산업부산물로서 재활용율이 낮은 바텀애쉬와 혼화재를 이용하는 에코개념의 터널 보수용 초속경 그라우트 모르타르 개발을 목적으로 실시공 환경조건의 온도하에서 초속경 그라우트 모르타르의 수밀성 및 내구특성에 대하여 검토하였다. 수밀성으로 투수량 및 물흡수계수는 석탄회를 이용하는 시리즈 II의 경우가 증가하는 것으로 나타났으며, 온도조건별로는 $20^{\circ}C$ 양생조건이 $5^{\circ}C$ 양생조건 보다 투수량이 적은 것으로 나타났다. 또한, 본 연구범위 모든 시료는 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르) 투수량 기준인 20g 이내를 만족하는 것으로 나타났다. 내구성으로 중성화 저항성은 고로슬래그 미분말로 치환 사용에 따른 단위시멘트량 감소로 약간 저하하는 것으로 나타났다. 또한, 내알칼리성 및 내산성 결과는 시리즈 I의 경우 수산화칼슘용액에 침지후의 압축강도가 침지전의 압축강도에 비해 저하하는 것으로 나타났다. 반면, 시리즈 II의 경우 강도저하가 미비한 것으로 나타났으며, $5^{\circ}C$ 양생조건의 경우 C 타입의 시멘트를 제외하고는 28일 재령의 압축강도와 동등한 값을 나타내어 고로슬래그 미분말 및 버텀애쉬를 치환 사용한 경우 내알칼리성 및 내산성이 큰 것 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.74-82
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• 2017

본 연구는 고로슬래그 미분말(GGBFS), 플라이 애시(FA) 그리고 칼슘설포알리미네이트(CSA)를 혼합한 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도와 건조수축에 대한 연구결과이다. 활성화된 삼성분계 시멘트(ATBC) 모르타르의 물-결합재 비는 0.4이다. GGBFS의 치환율은 100%, 80%, 70% 그리고 60%이며, FA는 10%, 20%, 30% 그리고 40%, CSA는 0%, 10%, 20% 그리고 30% 치환비율로 설정하였다. 혼화제는 폴리카르폭실계를 사용하였다. 활성화제는 결합제 질량에 대해 10% 수산화나트륨(NaOH) + 10% 규산나트륨($Na_2SiO_3$)을 사용하였다. 실험은 미니 슬럼프, 응결시간, V-funnel, 물흡수율, 압축강도 그리고 건조수축을 측정하였다. 실험결과 모든 배합에서 혼화제의 양, V-funnel 그리고 압축강도는 CSA 양이 증가함에 따라 증가하였다. 또한 응결시간, 물 흡수율과 건조수축은 CSA가 증가함에 따라 감소하였다. 강도증가와 건조수축 감소의 가장 큰 원인 중 하나는 CSA와 활성화제에 의한 GGBFS의 수화반응 촉진 때문이다. CSA의 혼합양은 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도 증가와 건조수축 감소에 중요 영향요인이다.